为什么 C# 中的 Dispose 模式不像 C++ 中的 RAII 那样工作

Question

所以我刚刚阅读了关于非垃圾收集语言的RAII 模式，而这个section 引起了我的注意：

开发自定义类时通常会遇到此限制。 C# 和 Java 中的自定义类必须显式实现 dispose 方法，以便与客户端代码兼容。 dispose 方法必须包含对属于该类的所有子资源的显式关闭。在具有 RAII 的 C++ 中不存在此限制，其中自定义类的析构函数会自动递归地销毁所有子资源，而无需任何显式代码。

为什么 C++ 可以正确跟踪这些以 RAII 模式分配的资源，但我们却没有使用 C# using 构造获得这个可爱的 Stack Unwinding？

Answer 1

假设一个对象 O 由两个拥有资源的对象 R 和 S 组成。如果 O 被销毁会怎样？

在带有 RAII 的 C++ 中，对象可以拥有其他对象，因此一个对象的破坏必然与另一个对象的破坏相耦合。如果 O 拥有 R 和 S——通过按值存储它们，或者通过拥有反过来拥有 R 和 S 的东西（unique_ptr，按值存储 R 和 S 的容器），那么必然会破坏 O销毁 R 和 S。只要 R 和 S 的析构函数自行清理干净，O 就不需要手动执行任何操作。

相比之下，C# 对象没有决定其生命周期何时结束的所有者。即使 O 会被确定性地破坏（通常不会），R 和 S 也可能被另一个引用访问。更重要的是，O 引用 R 和 S 的方式与任何其他局部变量、对象字段、数组元素等引用 R 和 S 的方式相同。换句话说，没有办法表明所有权，所以计算机可以' t 决定对象何时应该被销毁，何时它只是一个非拥有/借用的引用。您肯定不希望这段代码关闭文件吗？

File f = GetAFile();
return f; // end of method, the reference f disappears

但是就CLR而言，这里从本地f的引用和从O到R/S的引用完全一样。

TL;DR所有权。

Answer 2

在 C++ 中，对象有明确的生命周期。自动变量的生命周期在它们超出范围时结束，而动态分配的对象的生命周期在它们被删除时结束。

在 C# 中，大多数对象都是动态分配的，并且没有删除。因此，对象在“删除”时没有定义的时间点。那么，您拥有的最接近的东西是using。

Answer 3

简短的回答：您上一次在 Java/C# 析构函数中清理自己的内存分配/资源分配是什么时候？事实上，您记得上一次编写 Java/C# 析构函数是什么时候？

由于您自己负责在 C++ 中进行清理，因此您必须进行清理。因此，当您停止使用某个资源时（如果您编写了高质量的代码），它会立即被清理掉。

在托管语言中，垃圾收集器负责进行清理。您分配的资源在您停止使用后很长时间仍可能存在（如果垃圾收集器实施不当）。当托管对象创建非托管资源（例如数据库连接）时，这是一个问题。这就是存在Dispose 方法的原因——告诉那些非托管资源离开。由于在垃圾收集器清理内存之前不会调用析构函数，因此在那里进行清理仍然会使（有限）资源打开的时间比需要的时间长。

Answer 4

因为要在 C# 中正确实现这一点，您需要以某种方式标记该类拥有哪些对象以及共享哪些对象。也许语法类似于这个：

// NOT VALID CODE
public class Manager: IDisposable
{
     // Tell the runtime to call resource.Dispose when disposing Manager
     using private UnmanagedResource resource;
}

我的猜测是他们决定不走这条路，因为如果你必须标记你拥有的对象，你必须编写代码。如果你必须写代码，你可以把它写在Dispose方法中，为你拥有的对象调用Dispose:)

在 C++ 中，对象所有权通常非常明确 - 如果您拥有实例本身，那么您就拥有它。在 C# 中，您永远不会持有实例本身，您始终持有引用，并且引用可以是您拥有或您使用的东西 - 无法分辨哪个是对于特定实例为 true。